36kr-科技 23小时前
国产电池大容量,三星 iPhone 用不上
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文章深入探讨了苹果和三星手机电池容量普遍低于国产手机的原因。国产手机之所以能搭载6000mAh甚至更大的电池,得益于国内完善的电池产业链和硅碳负极电池技术的快速发展,以及国内市场激烈的参数竞争。然而,苹果和三星等国际品牌在电池容量上的保守,并非技术或意愿上的缺失,而是受到联合国《关于危险货物运输的建议书》中关于锂电池单颗电芯不超过20瓦时的限制。一旦超过此标准,电池将被归类为危险品,导致国际物流成本显著增加。对于全球销售的品牌而言,这直接影响了利润率和研发投入。此外,硅碳电池虽然能量密度高,但其物理膨胀和循环寿命缩短等技术缺陷仍待解决,而苹果和三星在产品设计和采购上更倾向于保守策略,以规避潜在风险。因此,国际运输法规以及电池技术的成熟度是影响两大品牌电池容量的重要因素。

📱 国产手机大电池普及源于国内产业链成熟与技术进步:国内市场消费者对大容量电池的需求以及硅碳负极电池技术的快速发展,共同推动了国产手机电池容量的“大跃进”,使得6000mAh成为旗舰标配,甚至向更大容量挑战。这得益于中国电池产业链的完善以及硅碳负极材料理论比容量实现近十倍的提升,为手机提供了更高的能量密度。

✈️ 国际运输法规限制了苹果三星的电池容量:联合国《关于危险货物运输的建议书》规定,锂电池单颗电芯容量不得超过20瓦时,否则将按危险品处理,大幅增加物流成本。苹果和三星作为全球化企业,为控制成本和保持利润,必须遵守此规定,将电池总能量控制在20瓦时以内,从而限制了电池容量的选择。

🔬 硅碳电池技术尚存耐久性与安全性挑战:尽管硅碳负极电池能量密度高,但其在充电过程中会发生物理膨胀,并导致循环寿命缩短和容量衰减加快。这些技术缺陷的长期稳定性仍待验证,而苹果和三星在产品策略上更倾向于保守,优先考虑产品的稳定性和可靠性,避免重蹈Note 7事件的覆辙。

💰 市场策略差异导致电池选择不同:国产手机厂商因主要在国内销售,可以承受大电池带来的额外物流和时间成本,并利用大容量作为营销卖点。而苹果和三星则需要兼顾全球市场,并在成本、合规性、产品稳定性之间寻求平衡,因此选择了相对保守的电池容量策略。

提起上周刚刚发布的三星 Galaxy Z Fold7,抛开 13999 起的价格不谈,有两个数据热度最高: 

8.9mm 的厚度,大家都鼓掌;4400mAh 的电池,留言吵翻天。 

放眼中国本土智能手机品牌,6000mAh 已经几乎成为旗舰标配,甚至电量很快要赶上一些充电宝了。 

然而望向苹果和三星这两大品牌,一边引领和定义着行业标准,一边却在充电和续航方面瘸一条腿,最后全都演变成了一句话: 

你是个好人,可惜是 4400mAh。 

事情真的只是看上去这么简单吗?苹果和三星每年在研发领域的投资合计超过 500 亿美元,难道真的只是因为「不想做大电池」吗? 

——当然不是。在爱范儿的调研下,我们认为这件电池容量这件事,在近几年的情况是这样的: 

国内市场剧烈的参数竞争、消费者的高要求,以及完善的电池产业链技术成果落地,三者共同促成了以硅碳电池为代表的高密度、大容量电池在国产手机上的普及。 

但美国等在内的国际主要市场,却把手机电量卡死在了「单电芯 20 瓦时」。一旦超过,物流和合规成本就会显著提升,所以洋品牌以及国产品牌的国际版机型,大多只能止步于 20 瓦时的上限。 

而国产品牌由于主要在境内销售,可以承受因大电池带来的额外物流和时间开销(比如无法空运只能陆运)。 

硅碳负极电池虽然可以达成超高的能量密度,但是其耐久性与安全性仍然需要等待时间的验证。 

电池新技术在中国 

最近一年多时间里,电池技术在国产手机上实现了「大跃进」。仅今年上半年,我们就见证了华米 OV 四家的影像旗舰同时逼近或达到 6000mAh、小折叠跨过 5000mAh 门槛,中低端机型的电池更是开始向 7 字头发起挑战,堪称能打电话的充电宝。 

毫无疑问,今年的国内消费者们,用的是全世界最强,且最大电量的手机,傲视任何其它国家。 

图|小米官网 

这样勃勃生机,万物竞发的境界,背后的功臣自然是迅猛进步的高密度硅碳负极锂电池 。天风证券于今年初发布的一篇电池行业报告中指出: 

手机电池掺硅趋势明显,比例在5-10%,不局限于高端机型。今年以来华为、vivo、OPPO、荣耀、一加、小米等企业均发布了 使用硅基负极材料电池的手机,且从旗舰型手机下探到中低端手机趋势明显,带来的硅碳负极使用量将大幅增加。 

在目前石墨负极锂电池比容量已经接近理论极限时,硅负极可以将理论上限从石墨的 372 mAh/g 提升近十倍,达到 4200 mAh/g。 

理论比容量能够实现十倍的进步意味着什么呢? 

意味着每一块电芯的能量密度飙升,这种进步对于手机这种小尺寸电子产品来说至关重要。而这些进步的毫安数字又可以转化为营销数据,对于国内已经变成「白刃战」的手机市场,更是举足轻重。 

图|IDC 

中国的好东西,外国为什么不用? 

你以为每年研发几百亿的苹果和三星,不知道大电池好,或者缺乏大电池的技术吗? 

显然不是的。 

硅碳电池并没有被中国企业垄断。事实上,比如日本信越化学、3DC 株式会社,韩国 SK 集团下属 SK Materials、浦项硅解决方案等日韩企业,均手握许多硅碳负极相关的技术专利,在研发和生产环节都有着相当的话语权: 

SK Materials 与美国硅碳材料公司 Group14 合资成立的韩国尚州市硅碳负极材料工厂

 那我们为什么在 iPhone 和 Galaxy 上看不到五六千毫安时的大电池呢? 

事实上,卡住苹果和三星脖子的另有其人:联合国《关于危险货物运输的建议书》。更具体的说,是其中的第 188 号特殊规定(UN Special Provision 188)。 

该规定指出: 

1. 

如果锂电池的单颗电芯的容量小于 20 瓦时,则被视为「小型电池」,可以遵循简化的低成本运输规则。 

2. 

一旦单颗电芯的超过 20 瓦时,这块电池就会被归类到「危险品」的范畴,在国际物流中必须遵循非常严格的包装、标签、申报和防护运输规格,运输成本激增。 

从左到右:锂电池货物代码 UN3480,货物种类 9「其他危险品」,只能通过货机运输|Epec 

而受到这条特殊规定影响最大的,自然就是智能手机了,比如 iPhone 与三星 Galaxy,以及国产品牌的国际版型号。 

对于每年要在全球各地运输过两亿台手机的苹果和三星而言,如果不想要自己的运输成本暴涨,就必须要将电池总能量限制在 20 瓦时以内。 

事实上,他们也的确是这么做的。 

以 iPhone 16 Pro Max 为例,它使用的是一块标称电压 3.88V 的 4685 mAh 电池,换算即 18.17 瓦时 

同理,S25 Ultra 的电池总能量为 18.84 瓦时 

被广大网友群嘲的 Z Fold7 那块 4400 毫安时电池,总能量为 17 瓦时 

你应该明白了,不是苹果和三星用不起大电池,而是它们比国产厂商更需要照顾中国以外的市场,想要物流成本不爆炸、又要守住利润率来确保持续研发,所以只能优先选择小电池路线。 

世道太艰险,苹果三星想多赚点。 

当然,苹果和三星死守 20 瓦时上限的原因并不单纯只有国际危险品运输条例。作为全球运营的超大规模企业,从商业角度考量,他们的产品工业设计和采购策略必然是趋向保守的,这其中就包括了电池技术——特别是三星,毕竟它不想再重温 Note 7 爆炸的噩梦…… 

不管怎样,如果国际物流安全制度不放松,苹果和三星的手机电池这一两年也不会有大跃进的可能。 

但这里我们要引出一句题外话:别看三星 Z Fold7 这块电池小,它的性能非常牛:在 2000 次充放循环后可用容量仍在能够维持在 80% 以上——远超欧盟新规的 800 次及格线。 

而电池的耐用性,恰恰是中国厂商最爱的硅碳负极电池技术,目前尚待观察的。 

SM-F966B/DS 即欧版的三星 Z Fold7,左下角 80% 余量循环为 2000 次 

硅碳电池的现在,只是「如来」 

而硅碳电池技术虽然目前可以达到超高的能量密度,却也一并带来了两个目前未能解决的重大缺陷: 

硅负极的物理膨胀,以及循环寿命缩短。 

用于锂电池负极上的硅碳复合材料|Novarials 

正如爱范儿此前有关充电宝的文章中所述,目前主流的锂离子电池均使用石墨作为负极材料,而硅碳电池就是将负极的材料从石墨替换为含硅的碳(石墨)复合材料。 

但是硅在充电过程中会发生剧烈的体积膨胀,虽然复合材料的膨胀率没有纯硅负极 400% 那么恐怖,但是相比石墨仅仅 10% 的膨胀率仍然高出许多,其在 长期反复膨胀收缩后带来的材料疲劳问题 ,始终是无法忽视的。 

你也不想你的手机变成这样,对吧|Tom's Guide 

而在另一方面,硅碳复合材料中的硅,化学活性也比石墨更高,与电解液之间更容易产生化学反应。这会导致导致负极表面的「固体电解质界面膜」在重放循环时,反复发生破裂与重构,加速锂离子和电解液的消耗。 

这种消耗的宏观表现,就是硅碳电池的可用容量衰减速度更快。 

对于普通人来说,这两个问题意味着 硅碳电池虽然容量大功率高,但在你的手机上可能更快出现「电池健康报警」,续航衰减更明显 。 

因此,虽然去年底今年初,国产旗舰机型大多用上了硅碳电池或类似技术,但是这些电池的耐久性与生命周期都是需要假以时日才能印证的。 

当然,中国市场的智能手机太过于「泛滥」了,选择太多,换机成本也不算高。这也是为什么目前一众国内 Android 厂商,在标称手机重放循环次数的时候,大多只会承诺 300-500 次。可能没等到电池不行,中国消费者早就换手机了。 

而且从商业运营的角度上看, 国内市场相对较高的周转率和更低的换电成本,可能是全世界唯一打得起硅碳电池消耗战的地方了 。 

正因如此,苹果三星这么多年不改电池容量,还真的不完全是在挤牙膏——产品在国际运输和跨国销售环节中,碰到的规章阻碍远比我们想象的要多,这些都是我们在面对仅在国内市场销售的大电池机型时,所难以察觉的。 

反过来讲,对于国产手机厂商来说,出海要面临的重重关卡,也绝不仅是电池而已。 

图|36氪

本文来自微信公众号 “爱范儿”(ID:ifanr),作者:马扶摇,36氪经授权发布。

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